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木糖是植物纤维原料水解产物中含量仅次于葡萄糖的一种单糖，木糖的酒精发酵一直被人们视为植物纤维原料生物转化生产酒精的关键技术之一。常用的酿酒酵母只能发酵葡萄糖，不能利用来自半纤维素的木糖。少数微生物如Pichia stipitis、Candida shehatae等虽然能够利用木糖，但由于要求“半好氧”的发酵条件及较差的乙醇耐受性而不适合工业化应用。本文以基因工程酵母Saccharomyces cerevisiae ZU-10为发酵菌株，对其游离细胞和固定化细胞发酵木糖生产酒精的主要工艺参数进行了优化，并对基因工程酵母发酵植物纤维原料水解液生产酒精进行了研究。利用基因工程酵母S.cerevisiae ZU-10发酵木糖产酒精的研究结果表明，S.cerevisiae ZU-10在厌氧条件下具有较强的发酵木糖产酒精的能力，80g／L木糖、初始pH值5.5、30℃下发酵96 h后生成29.3 g／L酒精，木糖利用率达到96.1％，酒精产率为0.37。但在培养基中添加浓度高于0.25 g／L的乙酸或者高于0.08g／L的糠醛时，基因工程酵母发酵木糖生产酒精将受到较大影响。添加适量的葡萄糖可促进木糖发酵，在30 g／L木糖培养液中添加40g／L葡萄糖，36 h内木糖利用率从以木糖为唯一碳源时的79.0％提高到85.7％。这一特性对应用基因工程酵母S.cerevisiae ZU-10发酵植物纤维原料水解液生产酒精具有重要意义。采用海藻酸钙凝胶包埋法固定基因工程酵母，利用固定化细胞在30℃下发酵80g／L木糖，与游离细胞发酵相比，固定化细胞发酵发酵周期由96 h缩短至60 h，，木糖利用率从96.1％提高到了100％，酒精浓度由29.3g／L增加到31.7g／L。固定化细胞对乙酸和糠醛耐受性明显增强，对乙酸和糠醛的耐受性分别提高到1.2g／L和0.12g／L。固定化细胞发酵性状稳定，产酒精能力较强，重复8批发酵木糖利用率均在99％以上，酒精浓度的平均值为31.3g／L，酒精的平均得率为0.39。基因工程酵母S.cerevisiae ZU-10对乙酸、糠醛等抑制物较为敏感，分别对玉米秸秆半纤维素水解液采用活性炭吸附、石灰中和、真空浓缩汽提和离子交换等四种方法进行脱毒处理。结果表明，真空浓缩汽提可脱去大部分乙酸和糠醛，再结合石灰中和除去半纤维素水解液中的SO42-，则是一种简单有效的半纤维素水解液脱毒工艺。利用基因工程酵母固定化细胞对脱毒后的半纤维素水解液进行酒精发酵，71.8g／L木糖发酵72 h后残留木糖浓度为2.1g／L，木糖利用率为97.1％，生成31.1 g／L酒精。利用基因工程酵母S.cerevisiae ZU-10固定化细胞发酵玉米秸秆酶解液中的葡萄糖和木糖，酶解液先经氢氧化钠预处理，24 h内66.9g／L的葡萄糖和32.1 g／L的木糖发酵生成40.7g／L的酒精。同S.cerevisiae ZU-10游离细胞相比，固定化细胞发酵缩短了发酵周期，大大提高了生产效率。利用固定化细胞重复12批发酵玉米秸秆酶解液，葡萄糖利用率均为100％，木糖利用率均在90％以上，平均酒精浓度为40.4g／L，对葡萄糖和木糖的平均酒精得率为0.41，结果表明固定化细胞可以持续、高效、稳定地发酵玉米秸秆酶解液生成酒精。